Урок по теме "Расчёт сопротивление проводника"
план-конспект урока по физике (8 класс)

Тема урока: «Расчёт  сопротивления проводника»

Предмет: физика.

Класс: 8.

Тема урока: «Расчёт сопротивления проводника»  (раздел «Электрический ток» урок  № 58).

Учебник: Физика 8 кл. Н.С. Пурышева, Н.Е. Важеевская, М.: Дрофа.

Тип урока: урок «открытия» нового знания.

Деятелъностная цель: формирование у обучающихся умений реализации новых способов действия.

Образовательная цель: создание условий для формирования представлений  обучающихся о зависимости сопротивления от характеристик проводника  и понимания необходимости его освоения для использования на практике.

Личностные действия: смыслообразование: определение границы собственного знания и «незнания», внутренней позиции к проблеме.

Регулятивные действия: целеполагание, планирование, прогнозирование, контроль, коррекция, самооценка, саморегуляция.

Познавательные действия: анализ, сравнение, аналогия,  работа с информацией, устанавление причинно-следственных связей,  выбор наиболее эффективных способов решения, построение логической цепи рассуждений

Коммуникативные действия: планирование учебного сотрудничества, формулирование и аргументация своего мнения в группе.

Задачи урока:

- обучающие  задачи урока:

сформировать представления обучающихся об особенностях различных проводников по-разному влиять на силу электрического  тока, экспериментально установить зависимость сопротивления проводника от его длины, площади поперечного сечения и вещества, из которого он изготовлен, умение решать расчетные задачи и проводить анализ полученных результатов.

-развивающие задачи:

развивать  исследовательские компетенции обучающихся, умения воспринимать и представлять информацию в словесной, символической, образной формах, делать анализ результатов экспериментальной деятельности и решения качественных и расчётных задач, научные методы познания природы;

-воспитательные задачи урока:

формировать отношения к деловому сотрудничеству в группе, умение эффективно сотрудничать и строить продуктивное взаимодействие со сверстниками, умение аргументировать свою точку зрения, спорить и отстаивать свою позицию не враждебным для оппонентов образом.

Методы: исследовательский, интерактивный.

Технологии: обучение на основе «проблемной ситуации» и ИКТ.

 Формы работы учащихся:

• беседа;
• работа в группах;
• работа с таблицей (учебником), текстом, цифровыми образовательными ресурсами.

Необходимое оборудование:

Средства ИКТ:

• ПК (для учителя);
• видеопроектор;
• ноутбук (на группу обучающихся).

Ход урока.

1. Мотивация к учебной деятельности. 1 мин.

Открытия всегда начинаются с малого. Сегодня я пришла к вам  с  электрической плиткой, основным элементом, которой является обычная металлическая спираль. Где такая плитка может использоваться? Да, чаще всего её используют на даче. Но данная  плитка даёт очень мало тепла, слабо нагревается.  Как  увеличить мощность плитки?

(Обучающиеся предлагают различные варианты решения проблемы.)

Вы предложили много вариантов. Как найти правильный? Что необходимо сделать? Вспомните методы изучения физических явлений.

(изучить теорию, провести эксперимент).

2. Актуализация и фиксирование индивидуального затруднения в пробном действии. 5 мин.

1. Вспомните, какие физические величины, характеризуют прохождение электрического тока по цепи.

(сила тока, напряжение, сопротивление)

Учащиеся выполняют задание с использованием программы LearningApps.

https://learningapps.org/257124

Задание: используя тексты, составьте  3 вопроса для одной из данных величин (для каждой группы своя) так, чтобы ответом был один из соответствующих  пазлов на слайде. Время 2 мин.

(Одна группа формулирует вопрос, другая называет цифру правильного пазла, проверяем интерактивно)

Вопросы учителя:

• Формула  для расчета мощности.
• Назовите  единицу измерения мощности.
• Закон Ома для участка цепи?

2. Почему проводник обладает сопротивлением?

(демонстрируется фрагмент фильма) 

Электрическое поле положительных ионов действует на электроны и уменьшает их скорость. В результате уменьшается сила тока, увеличивается сопротивление проводника.

Электроны взаимодействуют с ионами кристаллической решетки металла. При этом замедляется упорядоченное движение электронов и сквозь поперечное сечение проводника за 1с проходит их меньшее число, т.е уменьшается сила тока.

 Предложите аналогию (ассоциацию). Например: люди стоят на остановке. Их много. Ждут транспорт. Человек проходит  сквозь толпу, его движение замедляется).

3. Выявление места и причины затруднения. 1 мин.

Вернёмся к нашей проблеме. Как Вы считаете, какую физическую величину необходимо изменить, чтобы увеличить мощность плитки? Как изменить?  Как изменится сила тока при этом?

(I =U/R)

Что мы можем изменить у проводника, если знаем, что это характеристика самого проводника? Длину, площадь, материал.

(демонстрируется слайд с параметрами проводника)

4. Построение проекта выхода из затруднения. 1 мин.

Определите  цель работы.

Цель: исследование зависимости сопротивления проводника от длины, площади поперечного сечения, материала. (на доске)

Мы не знаем как зависят эти величины.

Сформулируйте  гипотезу.

  Гипотеза: сопротивление проводника уменьшится, если

1. изменить материал проводника
2. длину проводника…………
3. площадь поперечного сечения……..

5. Реализация построенного проекта. 5 мин.

Как убедиться верная гипотеза или ложная? (провести эксперимент).

Задание: каждой группе необходимо установить зависимость сопротивления только от одного параметра, выполняя виртуальный эксперимент. При выполнении работы, вы будете заполнять карты исследования, выполняя задание. Через 5  мин вы афишируете полученные результаты.

Учащиеся  выполняют исследование в «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов» http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669ba072-e921-11dc-95ff-0800200c9a66/3_16.swf

Помните правила работы в группе:

1. Умей слушать других и уважай их мнение
2.  Не  прерывай того, кто говорит
3. Не бойся высказывать свою точку зрения
4. Говори чётко и по существу
5.  Если ты с кем-то не согласен, убедись, что ты критикуешь идею, а не человека
6. Первичное закрепление с проговариванием во внешней речи.  6мин.

1) Представление работы групп. Одна группа представляет, вторая эксперты. В группе по 4 человека.

2)  Придумайте аналогию зависимости, которую вы получили и объясните  её.

Чем больше длина проводника, тем больше столкновений. (Люди на  остановке)

Чем больше S, траекторий движения электрона. (Узкие и широкие двери)

Чем больше плотность материала, тем больше столкновений.

3) Получив зависимость сопротивления от характеристик проводника, составим формулу. R=ρl/s  .

Учащиеся работают фронтально с презентацией.

Выберите из предложенных вариантов правильный.

Выведите из данной формулы удельное сопротивление.

 Каков её физический смысл?

При длине 1 м и площади  1 м 2, сопротивление равно удельному сопротивлению.

Давайте определим единицы измерения (ρ)= Ом м2 /м=Ом м в СИ.

Но на практике площадь поперечного сечения измеряют в мм2 и поэтому удобно применять

4)  Удельное сопротивление многих проводников экспериментально определено и приведено в таблице.

Рассмотрите  таблицу 8 в учебнике (стр 105) и ответьте на вопросы:

- в каких единицах измерения приведены значения удельного сопротивления в таблице?

- определите материал, у которого наименьшее (наибольшее) значение. Чему оно равно? Что означает это число?

5)  Давайте вернёмся к нашей проблеме. Подтвердилась ли ваша гипотеза? Какой практический совет вы можете дать, чтобы увеличить тепловую мощность плитки? Уменьшить длину, увеличить площадь и взять проводник с наименьшим удельным сопротивлением.

7. Самостоятельная работа с проверкой по эталону.  1 мин.

Проводиться кратковременная самостоятельная работа на индивидуальных листах.

1. Если длину  проводника увеличить в 2 раза, то сопротивление …….
2. Если площадь поперечного сечения увеличить в 4 раза, то сопротивление…..
3. Если заменить проводник с большим удельным сопротивлением, то сопротивление ……..
4. Из формулы сопротивления выведи длину проводника..
5. Из формулы сопротивления выведи площадь поперечного сечения…..

Проводиться взаимопроверка.

8. Включение в систему знаний и повторение. 5-7 мин.

Рассчитайте характеристики электроплитки при изменении параметров проводника. Работу выполняют на ватмане. Одна группа представляет, другая эксперты.

№1

Как изменится сопротивление и мощность  плитки, если проводник разрезать пополам и половинки свить между собой? Уменьшится в 4 раза, увеличится в 4 раза

№2

Рассчитайте длину медной проволоки, используемой в электроплитке, если их площадь поперечного сечения одинаковая и равна 1 мм2, а сопротивление должно быть 17 Ом? (1км, 15м)

№3

Рассчитайте длину нихромовой проволоки, используемой в электроплитке, если их площадь поперечного сечения одинаковая и равна 1 мм 2, а сопротивление должно быть 17 Ом? (1км, 15,5м)

Проводится анализ полученных результатов. Сравните с предыдущими выводами и сделайте уточнение? Какой материал лучше использовать?  Нихром - из группы жаростойких сплавов никеля (65—80%) с хромом (15—30%). Впервые Н. запатентован в 1905 А. Маршем в США. Фехра́ль — сплав, состоящий из следующих элементов: Cr (12—15 %); Al (3,5—5,5 %); Si (1 %); Mn (0,7 %); остальное Fe. Твёрдый, хрупкий сплав, с трудом поддающийся обработке. Преимуществом плиток с открытой спиралью является простота конструкции, быстрота нагрева, доступность осмотра и ремонта спирали; недостатком — возможность поражения током, соприкасание спирали с дном посуды, выход из строя спирали при попадании на нее воды, пищи и т. п. В настоящее время используют плитки с закрытой спиралью. Это тонкостенная металлическая трубка, внутри которой располагается нагревательная спираль. Пространство между спиралью и трубкой заполнено материалом, обладающим высокими диэлектрическими свойствами, но при этом и очень высокой теплопроводностью. Устройство блинового ТЭНа - нихромовая нить спирали находится внутри ТЭНа. ТЭН залит чугуном. У блинов есть свои преимущества. Те, кто использовал блиновой ТЭН, знает, что такая поверхность нагревается более равномерно, дольше держит тепло. Однако эти конфорки склонны коробиться.

9. Рефлексия учебной деятельности. 3 мин.

Давайте подведём итоги. Выполнили ли поставленную цель?

А что вы узнали нового на уроке? Чему научились? Как вы считаете то, чему вы сегодня научились пригодится вам в жизни?  

Лист самооценки.

Сегодня на уроке я:

6. Активно помогал товарищам по группе
7. Узнал много интересного и мне это может пригодится в жизни
8. Понял как можно изменить сопротивление проводника
9. Научился экспериментально устанавливать зависимость сопротивления проводника от других параметров
10. Высказывал своё мнение

 Д/з  Как изменится сопротивление проводника и почему, если его нагревать. (таблица). Где вы встречаетесь с данным явлением в жизни? (где найти информацию)

Технологическая карта урока.